* Sync comment with code's reality.
[dragonfly.git] / contrib / bc / doc / bc.1
1 .\"
2 .\" bc.1 - the *roff document processor source for the bc manual
3 .\"
4 .\" This file is part of GNU bc.
5 .\" Copyright (C) 1991-1994, 1997, 2000 Free Software Foundation, Inc.
6 .\"
7 .\" This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8 .\" it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 .\" the Free Software Foundation; either version 2 of the License , or
10 .\" (at your option) any later version.
11 .\"
12 .\" This program is distributed in the hope that it will be useful,
13 .\" but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 .\" MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 .\" GNU General Public License for more details.
16 .\"
17 .\" You should have received a copy of the GNU General Public License
18 .\" along with this program; see the file COPYING.  If not, write to:
19 .\"   The Free Software Foundation, Inc.
20 .\"   59 Temple Place, Suite 330
21 .\"   Boston, MA 02111 USA
22 .\"
23 .\" You may contact the author by:
24 .\" e-mail: philnelson@acm.org
25 .\" us-mail: Philip A. Nelson
26 .\" Computer Science Department, 9062
27 .\" Western Washington University
28 .\" Bellingham, WA 98226-9062
29 .\"
30 .\" $FreeBSD: src/contrib/bc/doc/bc.1,v 1.4.6.2 2002/07/29 07:41:24 ru Exp $
31 .\" $DragonFly: src/contrib/bc/doc/Attic/bc.1,v 1.2 2003/06/17 04:23:58 dillon Exp $
32 .\"
33 .TH bc 1 .\" "Command Manual" v1.06 "Sept 12, 2000"
34 .SH NAME
35 bc - An arbitrary precision calculator language
36 .SH SYNTAX
37 \fBbc\fR [ \fB-hlwsqv\fR ] [long-options] [ \fI file ...\fR ]
38 .SH VERSION
39 This man page documents GNU bc version 1.06.
40 .SH DESCRIPTION
41 \fBbc\fR is a language that supports arbitrary precision numbers
42 with interactive execution of statements.  There are some similarities
43 in the syntax to the C programming language. 
44 A standard math library is available by command line option.
45 If requested, the math library is defined before processing any files.
46 \fBbc\fR starts by processing code from all the files listed
47 on the command line in the order listed.  After all files have been
48 processed, \fBbc\fR reads from the standard input.  All code is
49 executed as it is read.  (If a file contains a command to halt the
50 processor, \fBbc\fR will never read from the standard input.)
51 .PP
52 This version of \fBbc\fR contains several extensions beyond
53 traditional \fBbc\fR implementations and the POSIX draft standard.
54 Command line options can cause these extensions to print a warning 
55 or to be rejected.  This 
56 document describes the language accepted by this processor.
57 Extensions will be identified as such.
58 .SS OPTIONS
59 .IP "-h, --help"
60 Print the usage and exit.
61 .IP "-i, --interactive"
62 Force interactive mode.
63 .IP "-l, --mathlib"
64 Define the standard math library.
65 .IP "-w, --warn"
66 Give warnings for extensions to POSIX \fBbc\fR.
67 .IP "-s, --standard"
68 Process exactly the POSIX \fBbc\fR language.
69 .IP "-q, --quiet"
70 Do not print the normal GNU bc welcome.
71 .IP "-v, --version"
72 Print the version number and copyright and quit.
73 .SS NUMBERS
74 The most basic element in \fBbc\fR is the number.  Numbers are
75 arbitrary precision numbers.  This precision is both in the integer
76 part and the fractional part.  All numbers are represented internally
77 in decimal and all computation is done in decimal.  (This version
78 truncates results from divide and multiply operations.)  There are two
79 attributes of numbers, the length and the scale.  The length is the
80 total number of significant decimal digits in a number and the scale
81 is the total number of decimal digits after the decimal point.  For
82 example:
83 .nf
84 .RS
85  .000001 has a length of 6 and scale of 6.
86  1935.000 has a length of 7 and a scale of 3.
87 .RE
88 .fi
89 .SS VARIABLES
90 Numbers are stored in two types of variables, simple variables and
91 arrays.  Both simple variables and array variables are named.  Names
92 begin with a letter followed by any number of letters, digits and
93 underscores.  All letters must be lower case.  (Full alpha-numeric
94 names are an extension. In POSIX \fBbc\fR all names are a single
95 lower case letter.)  The type of variable is clear by the context
96 because all array variable names will be followed by brackets ([]).
97 .PP
98 There are four special variables, \fBscale, ibase, obase,\fR and
99 \fBlast\fR.  \fBscale\fR defines how some operations use digits after the
100 decimal point.  The default value of \fBscale\fR is 0. \fBibase\fR
101 and \fBobase\fR define the conversion base for input and output
102 numbers.  The default for both input and output is base 10.
103 \fBlast\fR (an extension) is a variable that has the value of the last
104 printed number.  These will be discussed in further detail where
105 appropriate.  All of these variables may have values assigned to them
106 as well as used in expressions.
107 .SS COMMENTS
108 Comments in \fBbc\fR start with the characters \fB/*\fR and end with
109 the characters \fB*/\fR.  Comments may start anywhere and appear as a
110 single space in the input.  (This causes comments to delimit other
111 input items.  For example, a comment can not be found in the middle of
112 a variable name.)  Comments include any newlines (end of line) between
113 the start and the end of the comment.
114 .PP
115 To support the use of scripts for \fBbc\fR, a single line comment has been
116 added as an extension.  A single line comment starts at a \fB#\fR
117 character and continues to the next end of the line.  The end of line
118 character is not part of the comment and is processed normally.
119 .SS EXPRESSIONS
120 The numbers are manipulated by expressions and statements.  Since
121 the language was designed to be interactive, statements and expressions
122 are executed as soon as possible.  There is no "main" program.  Instead,
123 code is executed as it is encountered.  (Functions, discussed in
124 detail later, are defined when encountered.)
125 .PP
126 A simple expression is just a constant. \fBbc\fR converts constants
127 into internal decimal numbers using the current input base, specified
128 by the variable \fBibase\fR. (There is an exception in functions.)
129 The legal values of \fBibase\fR are 2 through 16.  Assigning a
130 value outside this range to \fBibase\fR will result in a value of 2
131 or 16.  Input numbers may contain the characters 0-9 and A-F. (Note:
132 They must be capitals.  Lower case letters are variable names.)
133 Single digit numbers always have the value of the digit regardless of
134 the value of \fBibase\fR. (i.e. A = 10.)  For multi-digit numbers,
135 \fBbc\fR changes all input digits greater or equal to ibase to the
136 value of \fBibase\fR-1.  This makes the number \fBFFF\fR always be
137 the largest 3 digit number of the input base.
138 .PP
139 Full expressions are similar to many other high level languages.
140 Since there is only one kind of number, there are no rules for mixing
141 types.  Instead, there are rules on the scale of expressions.  Every
142 expression has a scale.  This is derived from the scale of original
143 numbers, the operation performed and in many cases, the value of the
144 variable \fBscale\fR. Legal values of the variable \fBscale\fR are
145 0 to the maximum number representable by a C integer.
146 .PP
147 In the following descriptions of legal expressions, "expr" refers to a
148 complete expression and "var" refers to a simple or an array variable.
149 A simple variable is just a
150 .RS
151 \fIname\fR
152 .RE
153 and an array variable is specified as
154 .RS
155 \fIname\fR[\fIexpr\fR]
156 .RE
157 Unless specifically
158 mentioned the scale of the result is the maximum scale of the
159 expressions involved.
160 .IP "- expr"
161 The result is the negation of the expression.
162 .IP "++ var"
163 The variable is incremented by one and the new value is the result of
164 the expression.
165 .IP "-- var"
166 The variable
167 is decremented by one and the new value is the result of the
168 expression.
169 .IP "var ++"
170  The result of the expression is the value of
171 the variable and then the variable is incremented by one.
172 .IP "var --"
173 The result of the expression is the value of the variable and then
174 the variable is decremented by one.
175 .IP "expr + expr"
176 The result of the expression is the sum of the two expressions.
177 .IP "expr - expr"
178 The result of the expression is the difference of the two expressions.
179 .IP "expr * expr"
180 The result of the expression is the product of the two expressions.
181 .IP "expr / expr"
182 The result of the expression is the quotient of the two expressions.
183 The scale of the result is the value of the variable \fBscale\fR.
184 .IP "expr % expr"
185 The result of the expression is the "remainder" and it is computed in the
186 following way.  To compute a%b, first a/b is computed to \fBscale\fR
187 digits.  That result is used to compute a-(a/b)*b to the scale of the
188 maximum of \fBscale\fR+scale(b) and scale(a).  If \fBscale\fR is set
189 to zero and both expressions are integers this expression is the
190 integer remainder function.
191 .IP "expr ^ expr"
192 The result of the expression is the value of the first raised to the
193 second. The second expression must be an integer.  (If the second
194 expression is not an integer, a warning is generated and the
195 expression is truncated to get an integer value.)  The scale of the
196 result is \fBscale\fR if the exponent is negative.  If the exponent
197 is positive the scale of the result is the minimum of the scale of the
198 first expression times the value of the exponent and the maximum of
199 \fBscale\fR and the scale of the first expression.  (e.g. scale(a^b)
200 = min(scale(a)*b, max( \fBscale,\fR scale(a))).)  It should be noted
201 that expr^0 will always return the value of 1.
202 .IP "( expr )"
203 This alters the standard precedence to force the evaluation of the
204 expression.
205 .IP "var = expr"
206 The variable is assigned the value of the expression.
207 .IP "var <op>= expr"
208 This is equivalent to "var = var <op> expr" with the exception that
209 the "var" part is evaluated only once.  This can make a difference if
210 "var" is an array.
211 .PP
212  Relational expressions are a special kind of expression
213 that always evaluate to 0 or 1, 0 if the relation is false and 1 if
214 the relation is true.  These may appear in any legal expression.
215 (POSIX bc requires that relational expressions are used only in if,
216 while, and for statements and that only one relational test may be
217 done in them.)  The relational operators are
218 .IP "expr1 < expr2"
219 The result is 1 if expr1 is strictly less than expr2.
220 .IP "expr1 <= expr2"
221 The result is 1 if expr1 is less than or equal to expr2.
222 .IP "expr1 > expr2"
223 The result is 1 if expr1 is strictly greater than expr2.
224 .IP "expr1 >= expr2"
225 The result is 1 if expr1 is greater than or equal to expr2.
226 .IP "expr1 == expr2"
227 The result is 1 if expr1 is equal to expr2.
228 .IP "expr1 != expr2"
229 The result is 1 if expr1 is not equal to expr2.
230 .PP
231 Boolean operations are also legal.  (POSIX \fBbc\fR does NOT have
232 boolean operations). The result of all boolean operations are 0 and 1
233 (for false and true) as in relational expressions.  The boolean
234 operators are:
235 .IP "!expr"
236 The result is 1 if expr is 0.
237 .IP "expr && expr"
238 The result is 1 if both expressions are non-zero.
239 .IP "expr || expr"
240 The result is 1 if either expression is non-zero.
241 .PP
242 The expression precedence is as follows: (lowest to highest)
243 .nf
244 .RS
245 || operator, left associative
246 && operator, left associative
247 ! operator, nonassociative
248 Relational operators, left associative
249 Assignment operator, right associative
250 + and - operators, left associative
251 *, / and % operators, left associative
252 ^ operator, right associative
253 unary - operator, nonassociative
254 ++ and -- operators, nonassociative
255 .RE
256 .fi
257 .PP
258 This precedence was chosen so that POSIX compliant \fBbc\fR programs
259 will run correctly. This will cause the use of the relational and
260 logical operators to have some unusual behavior when used with
261 assignment expressions.  Consider the expression:
262 .RS
263 a = 3 < 5
264 .RE
265 .PP
266 Most C programmers would assume this would assign the result of "3 <
267 5" (the value 1) to the variable "a".  What this does in \fBbc\fR is
268 assign the value 3 to the variable "a" and then compare 3 to 5.  It is
269 best to use parenthesis when using relational and logical operators
270 with the assignment operators.
271 .PP
272 There are a few more special expressions that are provided in \fBbc\fR.
273 These have to do with user defined functions and standard
274 functions.  They all appear as "\fIname\fB(\fIparameters\fB)\fR".
275 See the section on functions for user defined functions.  The standard
276 functions are:
277 .IP "length ( expression )"
278 The value of the length function is the number of significant digits in the
279 expression.
280 .IP "read ( )"
281 The read function (an extension) will read a number from the standard
282 input, regardless of where the function occurs.   Beware, this can
283 cause problems with the mixing of data and program in the standard input.
284 The best use for this function is in a previously written program that
285 needs input from the user, but never allows program code to be input
286 from the user.  The value of the read function is the number read from
287 the standard input using the current value of the variable 
288 \fBibase\fR for the conversion base.
289 .IP "scale ( expression )"
290 The value of the scale function is the number of digits after the decimal
291 point in the expression.
292 .IP "sqrt ( expression )"
293 The value of the sqrt function is the square root of the expression.  If
294 the expression is negative, a run time error is generated.
295 .SS STATEMENTS
296 Statements (as in most algebraic languages) provide the sequencing of
297 expression evaluation.  In \fBbc\fR statements are executed "as soon
298 as possible."  Execution happens when a newline in encountered and
299 there is one or more complete statements.  Due to this immediate
300 execution, newlines are very important in \fBbc\fR. In fact, both a
301 semicolon and a newline are used as statement separators.  An
302 improperly placed newline will cause a syntax error.  Because newlines
303 are statement separators, it is possible to hide a newline by using
304 the backslash character.  The sequence "\e<nl>", where <nl> is the
305 newline appears to \fBbc\fR as whitespace instead of a newline.  A
306 statement list is a series of statements separated by semicolons and
307 newlines.  The following is a list of \fBbc\fR statements and what
308 they do: (Things enclosed in brackets ([]) are optional parts of the
309 statement.)
310 .IP "expression"
311 This statement does one of two things.  If the expression starts with
312 "<variable> <assignment> ...", it is considered to be an assignment
313 statement.  If the expression is not an assignment statement, the
314 expression is evaluated and printed to the output.  After the number
315 is printed, a newline is printed.  For example, "a=1" is an assignment
316 statement and "(a=1)" is an expression that has an embedded
317 assignment.  All numbers that are printed are printed in the base
318 specified by the variable \fBobase\fR. The legal values for \fB
319 obase\fR are 2 through BC_BASE_MAX.  (See the section LIMITS.)  For
320 bases 2 through 16, the usual method of writing numbers is used.  For
321 bases greater than 16, \fBbc\fR uses a multi-character digit method
322 of printing the numbers where each higher base digit is printed as a
323 base 10 number.  The multi-character digits are separated by spaces.
324 Each digit contains the number of characters required to represent the
325 base ten value of "obase-1".  Since numbers are of arbitrary
326 precision, some numbers may not be printable on a single output line.
327 These long numbers will be split across lines using the "\e" as the
328 last character on a line.  The maximum number of characters printed
329 per line is 70.  Due to the interactive nature of \fBbc\fR, printing
330 a number causes the side effect of assigning the printed value to the
331 special variable \fBlast\fR. This allows the user to recover the
332 last value printed without having to retype the expression that
333 printed the number.  Assigning to \fBlast\fR is legal and will
334 overwrite the last printed value with the assigned value.  The newly
335 assigned value will remain until the next number is printed or another
336 value is assigned to \fBlast\fR.  (Some installations may allow the 
337 use of a single period (.) which is not part of a number as a short
338 hand notation for for \fBlast\fR.)
339 .IP "string"
340 The string is printed to the output.  Strings start with a double quote
341 character and contain all characters until the next double quote character.
342 All characters are take literally, including any newline.  No newline
343 character is printed after the string.
344 .IP "\fBprint\fR list"
345 The print statement (an extension) provides another method of output.
346 The "list" is a list of strings and expressions separated by commas.
347 Each string or expression is printed in the order of the list.  No
348 terminating newline is printed.  Expressions are evaluated and their
349 value is printed and assigned to the variable \fBlast\fR. Strings
350 in the print statement are printed to the output and may contain
351 special characters.  Special characters start with the backslash
352 character (\e).  The special characters recognized by \fBbc\fR are
353 "a" (alert or bell), "b" (backspace), "f" (form feed), "n" (newline),
354 "r" (carriage return), "q" (double quote), "t" (tab), and "\e" (backslash).
355 Any other character following the backslash will be ignored.  
356 .IP "{ statement_list }"
357 This is the compound statement.  It allows multiple statements to be
358 grouped together for execution.
359 .IP "\fBif\fR ( expression ) statement1 [\fBelse\fR statement2]"
360 The if statement evaluates the expression and executes statement1 or
361 statement2 depending on the value of the expression.  If the expression
362 is non-zero, statement1 is executed.  If statement2 is present and
363 the value of the expression is 0, then statement2 is executed.  (The
364 else clause is an extension.)
365 .IP "\fBwhile\fR ( expression ) statement"
366 The while statement will execute the statement while the expression
367 is non-zero.  It evaluates the expression before each execution of
368 the statement.   Termination of the loop is caused by a zero
369 expression value or the execution of a break statement.
370 .IP "\fBfor\fR ( [expression1] ; [expression2] ; [expression3] ) statement"
371 The for statement controls repeated execution of the statement.  
372 Expression1 is evaluated before the loop.  Expression2 is evaluated
373 before each execution of the statement.  If it is non-zero, the statement
374 is evaluated.  If it is zero, the loop is terminated.  After each
375 execution of the statement, expression3 is evaluated before the reevaluation
376 of expression2.  If expression1 or expression3 are missing, nothing is
377 evaluated at the point they would be evaluated.
378 If expression2 is missing, it is the same as substituting
379 the value 1 for expression2.  (The optional expressions are an
380 extension. POSIX \fBbc\fR requires all three expressions.)
381 The following is equivalent code for the for statement:
382 .nf
383 .RS
384 expression1;
385 while (expression2) {
386    statement;
387    expression3;
388 }
389 .RE
390 .fi
391 .IP "\fBbreak\fR"
392 This statement causes a forced exit of the most recent enclosing while
393 statement or for statement.
394 .IP "\fBcontinue\fR"
395 The continue statement (an extension)  causes the most recent enclosing
396 for statement to start the next iteration.
397 .IP "\fBhalt\fR"
398 The halt statement (an extension) is an executed statement that causes
399 the \fBbc\fR processor to quit only when it is executed.  For example,
400 "if (0 == 1) halt" will not cause \fBbc\fR to terminate because the halt is
401 not executed.
402 .IP "\fBreturn\fR"
403 Return the value 0 from a function.  (See the section on functions.)
404 .IP "\fBreturn\fR ( expression )"
405 Return the value of the expression from a function.  (See the section on 
406 functions.)  As an extension, the parenthesis are not required.
407 .SS PSEUDO STATEMENTS
408 These statements are not statements in the traditional sense.  They are
409 not executed statements.  Their function is performed at "compile" time.
410 .IP "\fBlimits\fR"
411 Print the local limits enforced by the local version of \fBbc\fR.  This
412 is an extension.
413 .IP "\fBquit\fR"
414 When the quit statement is read, the \fBbc\fR processor
415 is terminated, regardless of where the quit statement is found.  For
416 example, "if (0 == 1) quit" will cause \fBbc\fR to terminate.
417 .IP "\fBwarranty\fR"
418 Print a longer warranty notice.  This is an extension.
419 .SS FUNCTIONS
420 Functions provide a method of defining a computation that can be executed
421 later.  Functions in 
422 .B bc
423 always compute a value and return it to the caller.  Function definitions
424 are "dynamic" in the sense that a function is undefined until a definition
425 is encountered in the input.  That definition is then used until another
426 definition function for the same name is encountered.  The new definition
427 then replaces the older definition.  A function is defined as follows:
428 .nf
429 .RS
430 \fBdefine \fIname \fB( \fIparameters \fB) { \fInewline
431 \fI    auto_list   statement_list \fB}\fR
432 .RE
433 .fi
434 A function call is just an expression of the form
435 "\fIname\fB(\fIparameters\fB)\fR".
436 .PP
437 Parameters are numbers or arrays (an extension).  In the function definition,
438 zero or more parameters are defined by listing their names separated by
439 commas.  Numbers are only call by value parameters.  Arrays are only
440 call by variable.  Arrays are specified in the parameter definition by
441 the notation "\fIname\fB[]\fR".   In the function call, actual parameters
442 are full expressions for number parameters.  The same notation is used
443 for passing arrays as for defining array parameters.  The named array is
444 passed by variable to the function.  Since function definitions are dynamic,
445 parameter numbers and types are checked when a function is called.  Any
446 mismatch in number or types of parameters will cause a runtime error.
447 A runtime error will also occur for the call to an undefined function.
448 .PP
449 The \fIauto_list\fR is an optional list of variables that are for
450 "local" use.  The syntax of the auto list (if present) is "\fBauto
451 \fIname\fR, ... ;".  (The semicolon is optional.)  Each \fIname\fR is
452 the name of an auto variable.  Arrays may be specified by using the
453 same notation as used in parameters.  These variables have their
454 values pushed onto a stack at the start of the function.  The
455 variables are then initialized to zero and used throughout the
456 execution of the function.  At function exit, these variables are
457 popped so that the original value (at the time of the function call)
458 of these variables are restored.  The parameters are really auto
459 variables that are initialized to a value provided in the function
460 call.  Auto variables are different than traditional local variables
461 because if function A calls function B, B may access function
462 A's auto variables by just using the same name, unless function B has
463 called them auto variables.  Due to the fact that auto variables and
464 parameters are pushed onto a stack, \fBbc\fR supports recursive functions.
465 .PP
466 The function body is a list of \fBbc\fR statements.  Again, statements
467 are separated by semicolons or newlines.  Return statements cause the
468 termination of a function and the return of a value.  There are two
469 versions of the return statement.  The first form, "\fBreturn\fR", returns
470 the value 0 to the calling expression.  The second form, 
471 "\fBreturn ( \fIexpression \fB)\fR", computes the value of the expression
472 and returns that value to the calling expression.  There is an implied
473 "\fBreturn (0)\fR" at the end of every function.  This allows a function
474 to terminate and return 0 without an explicit return statement.
475 .PP
476 Functions also change the usage of the variable \fBibase\fR.  All
477 constants in the function body will be converted using the value of
478 \fBibase\fR at the time of the function call.  Changes of \fBibase\fR
479 will be ignored during the execution of the function except for the
480 standard function \fBread\fR, which will always use the current value
481 of \fBibase\fR for conversion of numbers.
482 .PP
483 As an extension, the format of the definition has been slightly relaxed.
484 The standard requires the opening brace be on the same line as the 
485 \fBdefine\fR keyword and all other parts must be on following lines.
486 This version of \fBbc\fR will allow any number of newlines before and
487 after the opening brace of the function.  For example, the following
488 definitions are legal.
489 .nf
490 .RS
491 \f(CW
492 define d (n) { return (2*n); }
493 define d (n)
494   { return (2*n); }
495 \fR
496 .RE
497 .fi
498 .SS MATH LIBRARY
499 If \fBbc\fR is invoked with the \fB-l\fR option, a math library is preloaded
500 and the default scale is set to 20.   The math functions will calculate their
501 results to the scale set at the time of their call.  
502 The math library defines the following functions:
503 .IP "s (\fIx\fR)"
504 The sine of x, x is in radians.
505 .IP "c (\fIx\fR)"
506 The cosine of x, x is in radians.
507 .IP "a (\fIx\fR)"
508 The arctangent of x, arctangent returns radians.
509 .IP "l (\fIx\fR)"
510 The natural logarithm of x.
511 .IP "e (\fIx\fR)"
512 The exponential function of raising e to the value x.
513 .IP "j (\fIn,x\fR)"
514 The bessel function of integer order n of x.
515 .SS EXAMPLES
516 In /bin/sh,  the following will assign the value of "pi" to the shell
517 variable \fBpi\fR.
518 .RS
519 \f(CW
520 pi=$(echo "scale=10; 4*a(1)" | bc -l)
521 \fR
522 .RE
523 .PP
524 The following is the definition of the exponential function used in the
525 math library.  This function is written in POSIX \fBbc\fR.
526 .nf
527 .RS
528 \f(CW
529 scale = 20
530
531 /* Uses the fact that e^x = (e^(x/2))^2
532    When x is small enough, we use the series:
533      e^x = 1 + x + x^2/2! + x^3/3! + ...
534 */
535
536 define e(x) {
537   auto  a, d, e, f, i, m, v, z
538
539   /* Check the sign of x. */
540   if (x<0) {
541     m = 1
542     x = -x
543   } 
544
545   /* Precondition x. */
546   z = scale;
547   scale = 4 + z + .44*x;
548   while (x > 1) {
549     f += 1;
550     x /= 2;
551   }
552
553   /* Initialize the variables. */
554   v = 1+x
555   a = x
556   d = 1
557
558   for (i=2; 1; i++) {
559     e = (a *= x) / (d *= i)
560     if (e == 0) {
561       if (f>0) while (f--)  v = v*v;
562       scale = z
563       if (m) return (1/v);
564       return (v/1);
565     }
566     v += e
567   }
568 }
569 \fR
570 .RE
571 .fi
572 .PP
573 The following is code that uses the extended features of \fBbc\fR to
574 implement a simple program for calculating checkbook balances.  This
575 program is best kept in a file so that it can be used many times 
576 without having to retype it at every use.
577 .nf
578 .RS
579 \f(CW
580 scale=2
581 print "\enCheck book program!\en"
582 print "  Remember, deposits are negative transactions.\en"
583 print "  Exit by a 0 transaction.\en\en"
584
585 print "Initial balance? "; bal = read()
586 bal /= 1
587 print "\en"
588 while (1) {
589   "current balance = "; bal
590   "transaction? "; trans = read()
591   if (trans == 0) break;
592   bal -= trans
593   bal /= 1
594 }
595 quit
596 \fR
597 .RE
598 .fi
599 .PP
600 The following is the definition of the recursive factorial function.
601 .nf
602 .RS
603 \f(CW
604 define f (x) {
605   if (x <= 1) return (1);
606   return (f(x-1) * x);
607 }
608 \fR
609 .RE
610 .fi
611 .SS READLINE AND LIBEDIT OPTIONS
612 GNU \fBbc\fR can be compiled (via a configure option) to use the GNU
613 \fBreadline\fR input editor library or the BSD \fBlibedit\fR library.
614 This allows the user to do editing of lines before sending them
615 to \fBbc\fR.  It also allows for a history of previous lines typed.
616 When this option is selected, \fBbc\fR has one more special variable.
617 This special variable, \fBhistory\fR is the number of lines of history
618 retained.  For \fBreadline\fR, a value of -1 means that an unlimited
619 number of history lines are retained.  Setting the value of
620 \fBhistory\fR to a positive number restricts the number of history
621 lines to the number given.  The value of 0 disables the history
622 feature.  The default value is 100. For more information, read the
623 user manuals for the GNU \fBreadline\fR, \fBhistory\fR and BSD \fBlibedit\fR
624 libraries.  One can not enable both \fBreadline\fR and \fBlibedit\fR
625 at the same time.
626 .SS DIFFERENCES
627 This version of 
628 .B bc
629 was implemented from the POSIX P1003.2/D11 draft and contains
630 several differences and extensions relative to the draft and
631 traditional implementations.
632 It is not implemented in the traditional way using
633 .I dc(1).
634 This version is a single process which parses and runs a byte code
635 translation of the program.  There is an "undocumented" option (-c)
636 that causes the program to output the byte code to
637 the standard output instead of running it.  It was mainly used for
638 debugging the parser and preparing the math library.
639 .PP
640 A major source of differences is
641 extensions, where a feature is extended to add more functionality and
642 additions, where new features are added. 
643 The following is the list of differences and extensions.
644 .IP "LANG environment"
645 This version does not conform to the POSIX standard in the processing
646 of the LANG environment variable and all environment variables starting
647 with LC_.
648 .IP names
649 Traditional and POSIX
650 .B bc
651 have single letter names for functions, variables and arrays.  They have
652 been extended to be multi-character names that start with a letter and
653 may contain letters, numbers and the underscore character.
654 .IP Strings
655 Strings are not allowed to contain NUL characters.  POSIX says all characters
656 must be included in strings.
657 .IP last
658 POSIX \fBbc\fR does not have a \fBlast\fR variable.  Some implementations
659 of \fBbc\fR use the period (.) in a similar way.  
660 .IP comparisons
661 POSIX \fBbc\fR allows comparisons only in the if statement, the while
662 statement, and the second expression of the for statement.  Also, only
663 one relational operation is allowed in each of those statements.
664 .IP "if statement, else clause"
665 POSIX \fBbc\fR does not have an else clause.
666 .IP "for statement"
667 POSIX \fBbc\fR requires all expressions to be present in the for statement.
668 .IP "&&, ||, !"
669 POSIX \fBbc\fR does not have the logical operators.
670 .IP "read function"
671 POSIX \fBbc\fR does not have a read function.
672 .IP "print statement"
673 POSIX \fBbc\fR does not have a print statement .
674 .IP "continue statement"
675 POSIX \fBbc\fR does not have a continue statement.
676 .IP "return statement"
677 POSIX \fBbc\fR requires parentheses around the return expression.
678 .IP "array parameters"
679 POSIX \fBbc\fR does not (currently) support array parameters in full.
680 The POSIX grammar allows for arrays in function definitions, but does
681 not provide a method to specify an array as an actual parameter.  (This
682 is most likely an oversight in the grammar.)  Traditional implementations
683 of \fBbc\fR have only call by value array parameters.
684 .IP "function format"
685 POSIX \fBbc\fR requires the opening brace on the same line as the 
686 \fBdefine\fR key word and the \fBauto\fR statement on the next line.
687 .IP "=+, =-, =*, =/, =%, =^"
688 POSIX \fBbc\fR does not require these "old style" assignment operators to
689 be defined.  This version may allow these "old style" assignments.  Use
690 the limits statement to see if the installed version supports them.  If
691 it does support the "old style" assignment operators, the statement
692 "a =- 1" will decrement \fBa\fR by 1 instead of setting \fBa\fR to the
693 value -1.
694 .IP "spaces in numbers"
695 Other implementations of \fBbc\fR allow spaces in numbers.  For example,
696 "x=1 3" would assign the value 13 to the variable x.  The same statement
697 would cause a syntax error in this version of \fBbc\fR.
698 .IP "errors and execution"
699 This implementation varies from other implementations in terms of what
700 code will be executed when syntax and other errors are found in the
701 program.  If a syntax error is found in a function definition, error
702 recovery tries to find the beginning of a statement and continue to
703 parse the function.  Once a syntax error is found in the function, the
704 function will not be callable and becomes undefined.
705 Syntax errors in the interactive execution code will invalidate the
706 current execution block.  The execution block is terminated by an
707 end of line that appears after a complete sequence of statements.
708 For example, 
709 .nf
710 .RS
711 a = 1
712 b = 2
713 .RE
714 .fi
715 has two execution blocks and
716 .nf
717 .RS
718 { a = 1
719   b = 2 }
720 .RE
721 .fi
722 has one execution block.  Any runtime error will terminate the execution
723 of the current execution block.  A runtime warning will not terminate the
724 current execution block.
725 .IP "Interrupts"
726 During an interactive session, the SIGINT signal (usually generated by
727 the control-C character from the terminal) will cause execution of the
728 current execution block to be interrupted.  It will display a "runtime"
729 error indicating which function was interrupted.  After all runtime
730 structures have been cleaned up, a message will be printed to notify the
731 user that \fBbc\fR is ready for more input.  All previously defined functions
732 remain defined and the value of all non-auto variables are the value at
733 the point of interruption.  All auto variables and function parameters
734 are removed during the
735 clean up process.  During a non-interactive
736 session, the SIGINT signal will terminate the entire run of \fBbc\fR.
737 .SS LIMITS
738 The following are the limits currently in place for this 
739 .B bc
740 processor.  Some of them may have been changed by an installation.
741 Use the limits statement to see the actual values.
742 .IP BC_BASE_MAX
743 The maximum output base is currently set at 999.  The maximum input base
744 is 16.
745 .IP BC_DIM_MAX
746 This is currently an arbitrary limit of 65535 as distributed.  Your
747 installation may be different.
748 .IP BC_SCALE_MAX
749 The number of digits after the decimal point is limited to INT_MAX digits.
750 Also, the number of digits before the decimal point is limited to INT_MAX
751 digits.
752 .IP BC_STRING_MAX
753 The limit on the number of characters in a string is INT_MAX characters.
754 .IP exponent
755 The value of the exponent in the raise operation (^) is limited to LONG_MAX.
756 .IP "variable names"
757 The current limit on the number of unique names is 32767 for each of
758 simple variables, arrays and functions.
759 .SH ENVIRONMENT
760 The following environment variables are processed by \fBbc\fR:
761 .IP "POSIXLY_CORRECT"
762 This is the same as the \fB-s\fR option.
763 .IP "BC_ENV_ARGS"
764 This is another mechanism to get arguments to \fBbc\fR.  The
765 format is the same as the command line arguments.  These arguments
766 are processed first, so any files listed in the environment arguments
767 are processed before any command line argument files.  This allows
768 the user to set up "standard" options and files to be processed
769 at every invocation of \fBbc\fR.  The files in the environment
770 variables would typically contain function definitions for functions
771 the user wants defined every time \fBbc\fR is run.
772 .IP "BC_LINE_LENGTH"
773 This should be an integer specifying the number of characters in an
774 output line for numbers. This includes the backslash and newline characters
775 for long numbers.
776 .SH DIAGNOSTICS
777 If any file on the command line can not be opened, \fBbc\fR will report
778 that the file is unavailable and terminate.  Also, there are compile
779 and run time diagnostics that should be self-explanatory.
780 .SH BUGS
781 Error recovery is not very good yet.
782 .PP
783 Email bug reports to
784 .BR bug-bc@gnu.org .
785 Be sure to include the word ``bc'' somewhere in the ``Subject:'' field.
786 .SH AUTHOR
787 .nf
788 Philip A. Nelson
789 philnelson@acm.org
790 .fi
791 .SH ACKNOWLEDGEMENTS
792 The author would like to thank Steve Sommars (Steve.Sommars@att.com) for
793 his extensive help in testing the implementation.  Many great suggestions
794 were given.  This is a much better product due to his involvement.